JP2019108857A - Internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

To provide an internal combustion engine which performs the early warmup of a catalyst by using a heat insulation film having a swing characteristic, and can suppress the deterioration of the catalyst.SOLUTION: In a specified cylinder, heat insulation films are formed at a top face of a piston, a surface of an umbrella part of an exhaust valve and a wall face of an exhaust port. On the other hand, in the other cylinders other than the specified cylinder, the insulation film is formed at only the top face of the piston. The heat insulation films are formed at an inner wall of an exhaust manifold, an inner wall of an exhaust pipe and an inner wall of a housing. Here, the insulation film is not formed at an inner wall of a branch pipe connected to an exhaust port of the other cylinder out of the exhaust manifold.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、内燃機関に関し、より詳細には、遮熱膜を備える内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly, to an internal combustion engine provided with a heat shielding film.

特開2010−249008号公報には、燃焼室の壁面に遮熱膜が形成された内燃機関が開示されている。この遮熱膜は、陽極酸化層を備えている。陽極酸化層は、多孔質構造を有している。多孔質構造を有することで、陽極酸化層は、燃焼室の構成部材よりも、熱伝導率および単位体積当たりの熱容量において低い熱物性を示す。   JP 2010-249008 A discloses an internal combustion engine in which a heat shielding film is formed on a wall surface of a combustion chamber. This heat shielding film is provided with an anodized layer. The anodized layer has a porous structure. By having a porous structure, the anodized layer exhibits lower thermal properties in thermal conductivity and heat capacity per unit volume than components of the combustion chamber.

このような熱物性によれば、燃焼室内の作動ガスの温度に、遮熱膜形成面の温度を追従させることが可能となる。即ち、膨張行程では、上昇する燃焼ガスの温度に、遮熱膜形成面の温度を追従させることが可能となる。また、吸気行程では、比較的低い吸気の温度に、遮熱膜形成面の温度を追従させることが可能となる。以下、このような追従特性を「スイング特性」ともいう。スイング特性を有する遮熱膜によれば、冷却損失の低減と、ノッキングの発生抑制と、を両立させることが可能となる。   According to such thermophysical properties, it is possible to make the temperature of the heat shield film forming surface follow the temperature of the working gas in the combustion chamber. That is, in the expansion stroke, it is possible to make the temperature of the heat shield film forming surface follow the temperature of the combustion gas which rises. Also, in the intake stroke, it is possible to make the temperature of the heat shield film forming surface follow the relatively low intake temperature. Hereinafter, such a tracking characteristic is also referred to as "swing characteristic". According to the heat shield film having the swing characteristic, it is possible to achieve both the reduction of the cooling loss and the suppression of the occurrence of knocking.

特開2003−307105号公報には、その傘部の表面に遮熱膜が形成された排気バルブが開示されている。実開昭61−3915号公報および実開昭60−143127号公報には、排気マニホールドの内壁に遮熱膜が形成された内燃機関が開示されている。これらの遮熱膜は、溶射法を用いて形成されている。溶射法を用いて形成された遮熱膜は、上述した陽極酸化層と同様に多孔質構造を有する。そのため、スイング特性による上述した効果が期待される。   Japanese Patent Laid-Open No. 2003-307105 discloses an exhaust valve in which a heat shielding film is formed on the surface of the umbrella portion. Japanese Utility Model Application Publication Nos. 61-3915 and 60-143127 disclose an internal combustion engine in which a heat insulating film is formed on the inner wall of an exhaust manifold. These thermal barrier films are formed using a thermal spraying method. The thermal barrier film formed using the thermal spraying method has a porous structure like the anodized layer mentioned above. Therefore, the above-described effect of the swing characteristic is expected.

特開2010−249008号公報JP, 2010-249008, A 特開2003−307105号公報JP 2003-307105 A 実開昭61−3915号公報Japanese Utility Model Publication No. 61-3915 実開昭60−143127号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-143127

ところで、車両に搭載される一般的な内燃機関は、排気管に触媒を備えている。この触媒は、活性化状態にあるときに、排気に含まれる特定の成分を浄化する機能を有している。そのため、この触媒の浄化機能を内燃機関の始動直後(特に、冷間始動直後)から利用するには、何かしらの手段によって触媒を急速に活性化させることが重要となる。より具体的には、触媒の床温を、活性化温度域まで短時間で上昇させることが重要となる。   By the way, the general internal combustion engine mounted in a vehicle equips the exhaust pipe with a catalyst. This catalyst has the function of purifying certain components contained in the exhaust when in the activated state. Therefore, in order to use the purification function of the catalyst immediately after start-up of the internal combustion engine (in particular, immediately after cold start), it is important to activate the catalyst rapidly by some means. More specifically, it is important to raise the bed temperature of the catalyst to the activation temperature in a short time.

この点、燃焼室の壁面だけでなく、排気バルブの傘部の表面、排気マニホールドの内壁といった排気系の構成部材の表面全てにスイング特性を有する遮熱膜を形成すれば、始動直後において燃焼室から触媒に流入する排気の温度を急速に高めることが可能になる。しかし、各サイクルで吸気が流入する燃焼室とは異なり、排気マニホールドや排気管を冷やすことができるのは外部との熱交換に限られる。そのため、排気マニホールドや排気管の内壁のすべてに遮熱膜を形成した場合は、触媒の暖機が完了した後においても、排気の温度が高い状態が続くことが予想される。従って、触媒の劣化が進行し易くなるというおそれがあった。   In this respect, if a heat shielding film having swing characteristics is formed not only on the wall surface of the combustion chamber but also on all surfaces of exhaust system components such as the surface of the umbrella of the exhaust valve and the inner wall of the exhaust manifold It is possible to rapidly increase the temperature of the exhaust flowing into the catalyst. However, unlike the combustion chamber into which the intake air flows in each cycle, the ability to cool the exhaust manifold and the exhaust pipe is limited to heat exchange with the outside. Therefore, when the heat shielding film is formed on all of the exhaust manifold and the inner wall of the exhaust pipe, it is expected that the exhaust temperature will continue to be high even after the catalyst has been warmed up. Therefore, there is a possibility that deterioration of the catalyst is likely to progress.

本発明は、上述した課題の少なくとも1つに鑑みてなされたものであり、スイング特性を有する遮熱膜を用いて触媒の早期暖機を実現すると共に、当該触媒の劣化を抑えることのできる内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of at least one of the above-mentioned problems, and realizes an early warm-up of a catalyst using a heat shield film having swing characteristics, and an internal combustion that can suppress the deterioration of the catalyst. Intended to provide institutions.

第1の発明は、上述した課題を解決するための内燃機関であり、次の特徴を有する。
前記内燃機関は、複数の燃焼室と、複数の排気ポートと、複数の排気バルブと、複数の分岐管と、排気管と、触媒と、を備えている。
前記燃焼室のそれぞれは、シリンダブロックのボア面と、シリンダヘッドの底面と、ピストンの頂面と、によって構成される。
前記排気ポートは、前記燃焼室のそれぞれに接続される。
前記排気バルブは、前記排気ポートをそれぞれ開閉する。
前記排気管は、前記分岐管が合流する合流部に接続される。
前記触媒は、前記排気管の途中に設けられる。
前記燃焼室を構成する壁面の少なくとも一部に、遮熱膜が形成される。
前記遮熱膜は、前記壁面の母材よりも熱伝導率および単位体積当たりの熱容量において低い熱物性を示す。
前記遮熱膜は、特定の燃焼室から前記触媒までの間の排気系の構成部材の表面に形成される。
前記遮熱膜は、前記特定の燃焼室以外の他の燃焼室から前記合流部までの間の排気系の構成部材の表面に形成されていない。
A first invention is an internal combustion engine for solving the problems described above, and has the following features.
The internal combustion engine includes a plurality of combustion chambers, a plurality of exhaust ports, a plurality of exhaust valves, a plurality of branch pipes, an exhaust pipe, and a catalyst.
Each of the combustion chambers is constituted by the bore surface of the cylinder block, the bottom surface of the cylinder head, and the top surface of the piston.
The exhaust port is connected to each of the combustion chambers.
The exhaust valve opens and closes the exhaust port, respectively.
The exhaust pipe is connected to a junction where the branch pipes merge.
The catalyst is provided in the middle of the exhaust pipe.
A heat shielding film is formed on at least a part of a wall surface constituting the combustion chamber.
The heat shielding film exhibits lower thermal properties in thermal conductivity and heat capacity per unit volume than the base material of the wall surface.
The heat shield film is formed on the surface of a component of an exhaust system between a specific combustion chamber and the catalyst.
The heat shield film is not formed on the surface of the component of the exhaust system from the other combustion chamber than the specific combustion chamber to the junction.

第2の発明は、第1の発明において、次の特徴を有する。
前記燃焼室を構成する壁面に形成される遮熱膜よりも、前記排気系の構成部材の表面に形成される遮熱膜の方が低い熱容量を有する。
The second invention has the following features in the first invention.
The heat shield film formed on the surface of the component of the exhaust system has a lower heat capacity than the heat shield film formed on the wall surface of the combustion chamber.

第3の発明は、第2の発明において、次の特徴を有する。
前記燃焼室を構成する壁面に形成される遮熱膜と、前記排気系の構成部材の表面に形成される遮熱膜とは同一の材料から構成される。
The third invention has the following features in the second invention.
The heat shield film formed on the wall surface of the combustion chamber and the heat shield film formed on the surface of the component of the exhaust system are made of the same material.

第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関は、複数のインジェクタと、制御装置と、を更に備える。
前記インジェクタは、前記燃焼室のそれぞれに設けられる。
前記制御装置は、前記インジェクタからの燃料噴射を制御する。
前記制御装置は、気筒休止制御を実施する。
前記気筒休止制御は、前記触媒の暖機完了後の所定の運転条件下において、前記特定の燃焼室に設けられるインジェクタからの燃料噴射を継続し、前記他の燃焼室に設けられるインジェクタからの燃料噴射を休止する制御である。
A fourth invention is any one of the first to third inventions:
The internal combustion engine further includes a plurality of injectors and a control device.
The injectors are provided in each of the combustion chambers.
The control device controls fuel injection from the injector.
The control device implements cylinder deactivation control.
The cylinder deactivation control continues the fuel injection from the injector provided in the specific combustion chamber under a predetermined operating condition after the completion of the warm-up of the catalyst, and the fuel from the injector provided in the other combustion chamber It is control to stop the injection.

第1の発明によれば、燃焼室を構成する壁面の少なくとも一部と、特定の燃焼室から触媒までの間の排気系の構成部材の表面と、に遮熱膜が形成されているので、この形成面での遮熱作用が期待できる。従って、触媒の早期暖機を実現することができる。また、第1の発明によれば、他の燃焼室から合流部までの間の排気系の構成部材の表面には遮熱膜が形成されていないので、この非形成面からの放熱作用が期待できる。そのため、触媒の暖機完了後、触媒に流入する排気の温度が高い状態が続くのを抑えることができる。従って、触媒の劣化を抑えることができる。   According to the first invention, the heat shield film is formed on at least a part of the wall surface constituting the combustion chamber and the surface of the component of the exhaust system from the specific combustion chamber to the catalyst. A heat shielding effect on this formation surface can be expected. Therefore, early warm-up of the catalyst can be realized. Further, according to the first aspect of the present invention, since the heat shield film is not formed on the surface of the exhaust system component from the other combustion chamber to the junction, the heat radiation from this non-formed surface is expected. it can. Therefore, it can be suppressed that the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst continues to be high after the catalyst is completely warmed up. Therefore, deterioration of the catalyst can be suppressed.

第2の発明によれば、燃焼室を構成する壁面に形成される遮熱膜よりも、排気系の構成部材の表面に形成される遮熱膜の方が低い熱容量とされる。そのため、触媒の暖機完了後、触媒に流入する排気の温度が高い状態が続くのを良好に抑えることができる。   According to the second aspect of the present invention, the heat shield film formed on the surface of the component of the exhaust system has a lower heat capacity than the heat shield film formed on the wall surface of the combustion chamber. Therefore, it is possible to well suppress that the state where the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst is high continues after warm-up of the catalyst is completed.

第3の発明によれば、燃焼室を構成する壁面に形成される遮熱膜よりも、排気系の構成部材の表面に形成される遮熱膜の方が薄くされる。そのため、これらの遮熱膜を同一の材料から構成する場合において、触媒の暖機完了後、触媒に流入する排気の温度が高い状態が続くのを良好に抑えることができる。   According to the third invention, the heat shield film formed on the surface of the component of the exhaust system is thinner than the heat shield film formed on the wall surface constituting the combustion chamber. Therefore, in the case where these heat shield films are made of the same material, it is possible to well suppress that the state in which the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst is high continues after warm-up of the catalyst is completed.

第4の発明によれば、気筒休止制御が実行される。そのため、気筒休止制御の実行中において、特定気筒の燃焼室からの排気の熱エネルギを触媒に効率的に投入して、触媒の活性化状態を保つことができる。   According to the fourth aspect of the invention, cylinder deactivation control is performed. Therefore, during execution of the cylinder deactivation control, the thermal energy of the exhaust gas from the combustion chamber of a specific cylinder can be efficiently injected to the catalyst to maintain the activated state of the catalyst.

本発明の実施の形態1に係る内燃機関の構成を説明する図である。It is a figure explaining composition of an internal combustion engine concerning Embodiment 1 of the present invention. エンジン本体の断面模式図である(1番気筒#1または4番気筒#4)。It is a cross-sectional schematic diagram of an engine main body (# 1 cylinder # 1 or # 4 cylinder # 4). エンジン本体の断面模式図である(2番気筒#2または3番気筒#3)。It is a cross-sectional schematic diagram of an engine body (# 2 cylinder # 2 or # 3 cylinder # 3). 排気ポートの下流側における遮熱膜の形成箇所を説明する図である。It is a figure explaining the formation part of the thermal insulation film in the downstream of an exhaust port. 燃焼室の壁面におけるスイング膜の形成の有無と、エンジン始動時におけるガスの温度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the presence or absence of formation of the swing film | membrane in the wall surface of a combustion chamber, and the temperature of the gas at the time of engine start. エンジン始動後の経過時間と、触媒に流入する排気の温度との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the elapsed time after engine start and the temperature of the exhaust gas which flows in into a catalyst. エンジン始動後の経過時間と、触媒に流入する排気の温度との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the elapsed time after engine start and the temperature of the exhaust gas which flows in into a catalyst.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted.

実施の形態1.
先ず、図1乃至図6を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
Embodiment 1
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

1.内燃機関の構成の説明
図1は、本発明の実施の形態1に係る内燃機関の構成を説明する図である。図1に示す内燃機関は、エンジン本体10を備えている。エンジン本体10は、駆動源として車両に搭載される直列4気筒型の圧縮自着火式エンジンである。このエンジンの点火順序は、例えば、1番気筒#1、3番気筒#3、4番気筒#4、2番気筒#2の順である。なお、本実施の形態1に係る内燃機関に適用されるエンジン本体10の気筒数および気筒配置はこれに限定されない。また、エンジン本体10は、火花点火式エンジンから構成されていてもよい。
1. Description of Configuration of Internal Combustion Engine FIG. 1 is a view for explaining the configuration of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. The internal combustion engine shown in FIG. 1 includes an engine body 10. The engine body 10 is an in-line four-cylinder compression self-ignition engine mounted on a vehicle as a drive source. The order of ignition of this engine is, for example, the order of the first cylinder # 1, the third cylinder # 3, the fourth cylinder # 4, and the second cylinder # 2. The number of cylinders and the arrangement of the cylinders of the engine body 10 applied to the internal combustion engine according to the first embodiment are not limited to this. Further, the engine body 10 may be configured of a spark ignition engine.

エンジン本体10の各気筒には、吸気マニホールド12が接続されている。より具体的に、吸気マニホールド12は、エンジン本体10の各吸気ポートのそれぞれに接続されている。吸気マニホールド12を構成する4本の分岐管は、上流側で合流して吸気管14に接続されている。吸気マニホールド12同様、エンジン本体10の各気筒には、排気マニホールド16が接続されている。排気マニホールド16を構成する4本の分岐管は、下流側で合流して排気管18に接続されている。   An intake manifold 12 is connected to each cylinder of the engine body 10. More specifically, the intake manifold 12 is connected to each of the intake ports of the engine body 10. The four branch pipes constituting the intake manifold 12 join upstream and are connected to the intake pipe 14. As with the intake manifold 12, an exhaust manifold 16 is connected to each cylinder of the engine body 10. The four branch pipes constituting the exhaust manifold 16 join downstream and are connected to the exhaust pipe 18.

排気管18の途中には、過給機20のハウジング20aが設けられている。ハウジング20aは、タービン20bと、タービン20bに接続されるコンプレッサ20cと、を収容している。タービン20bが排気圧を受けて回転すると、コンプレッサ20cが駆動される。これにより、ハウジング20aに流入する空気(吸気)が圧縮、過給される。   A housing 20 a of the turbocharger 20 is provided in the middle of the exhaust pipe 18. The housing 20a accommodates a turbine 20b and a compressor 20c connected to the turbine 20b. When the turbine 20b rotates under the exhaust pressure, the compressor 20c is driven. Thus, the air (intake air) flowing into the housing 20a is compressed and supercharged.

排気管18における過給機20の下流には、触媒22が設けられている。触媒22は、活性化状態にあるときに、排気に含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、一酸化窒素(NO)を酸化する機能を有している。なお、エンジン本体10が火花点火式エンジンから構成される場合、触媒22には三元触媒が使用される。三元触媒は、活性化状態にあるときに、排気に含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)を酸化または還元する機能を有している。   A catalyst 22 is provided downstream of the turbocharger 20 in the exhaust pipe 18. The catalyst 22 has a function of oxidizing carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust when in the activated state. When the engine body 10 is a spark ignition engine, a three-way catalyst is used as the catalyst 22. The three-way catalyst has a function of oxidizing or reducing carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust when in the activated state.

図1に示す内燃機関は、ECU30を備えている。ECU30は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有する電子制御ユニットである。ECU30では、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、RAMにロードされたプログラムをCPUで実行することにより各種の機能を実現する。ECU30は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。ECU30は、例えば、車両に搭載された各種センサの信号を取り込んで処理し、所定の制御プログラムに従って各種アクチュエータを操作する。ECU30によって操作されるアクチュエータには、インジェクタおよびグロープラグが少なくとも含まれる。インジェクタおよびグロープラグは、エンジン本体10の各気筒にそれぞれ設けられている。   The internal combustion engine shown in FIG. The ECU 30 is an electronic control unit having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and the like. The ECU 30 loads the program stored in the ROM into the RAM, and executes the program loaded into the RAM by the CPU to realize various functions. The ECU 30 may be configured of a plurality of electronic control units. The ECU 30 takes in and processes, for example, signals of various sensors mounted on a vehicle, and operates various actuators in accordance with a predetermined control program. The actuator operated by the ECU 30 includes at least an injector and a glow plug. The injector and the glow plug are provided to each cylinder of the engine body 10 respectively.

2.遮熱膜の説明
2.1 遮熱膜の形成箇所
図2および図3は、図1に示したエンジン本体10の断面模式図である。図2は、1番気筒#1または4番気筒#4の断面図に相当する。図3は、2番気筒#2または3番気筒#3の断面模式図に相当する。図2および図3に示すように、エンジン本体10は、シリンダブロック24と、シリンダヘッド26と、ピストン28と、を備えている。シリンダブロック24のボア面と、シリンダヘッド26の底面と、ピストン28の頂面と、によって区画された空間は、燃焼室32と定義される。燃焼室32には、インジェクタ34が配設される。インジェクタ34は、ECU30からの噴射指令に基づいて、燃焼室32に燃料を噴射するように構成されている。
2. 2. Description of Heat Shielding Film 2.1 Location of Heat Shielding Film FIGS. 2 and 3 are schematic cross-sectional views of the engine body 10 shown in FIG. FIG. 2 corresponds to a cross-sectional view of the first cylinder # 1 or the fourth cylinder # 4. FIG. 3 corresponds to a schematic cross-sectional view of the second cylinder # 2 or the third cylinder # 3. As shown in FIGS. 2 and 3, the engine body 10 includes a cylinder block 24, a cylinder head 26 and a piston 28. A space defined by the bore surface of the cylinder block 24, the bottom surface of the cylinder head 26, and the top surface of the piston 28 is defined as a combustion chamber 32. An injector 34 is disposed in the combustion chamber 32. The injector 34 is configured to inject fuel into the combustion chamber 32 based on the injection command from the ECU 30.

燃焼室32には、吸気ポート36および排気ポート38が連通している。吸気ポート36および排気ポート38は、シリンダヘッド26の内部に形成された空間である。吸気ポート36には、吸気バルブ40が配設されている。吸気バルブ40は、軸部40aと、傘部40bとから構成される。排気ポート38には、排気バルブ42が配設されている。排気バルブ42は、軸部42aと、傘部42bとから構成される。   An intake port 36 and an exhaust port 38 communicate with the combustion chamber 32. The intake port 36 and the exhaust port 38 are spaces formed inside the cylinder head 26. An intake valve 40 is disposed at the intake port 36. The intake valve 40 is composed of a shaft 40 a and an umbrella 40 b. An exhaust valve 42 is disposed at the exhaust port 38. The exhaust valve 42 is composed of a shaft portion 42a and an umbrella portion 42b.

図2と図3を比較すると分かるように、燃焼室32の基本的な構成は、1番気筒#1〜4番気筒#4の間で共通する。但し、1番気筒#1および4番気筒#4(以下、「特定気筒」ともいう。)と、2番気筒#2および3番気筒#3(以下、「他の気筒」ともいう。)とは、遮熱膜44の形成箇所において異なる。より具体的に、特定気筒では、ピストン28の頂面、排気バルブ42の傘部42bの表面、および、排気ポート38の壁面に遮熱膜44が形成されている。一方、他の気筒では、ピストン28の頂面にのみ遮熱膜44が形成されている。   As can be seen by comparing FIGS. 2 and 3, the basic configuration of the combustion chamber 32 is common to the first cylinder # 1 to the fourth cylinder # 4. However, No. 1 cylinder # 1 and No. 4 cylinder # 4 (hereinafter also referred to as "specific cylinder") and No. 2 cylinder # 2 and No. 3 cylinder # 3 (hereinafter also referred to as "other cylinder"). Are different at the formation site of the heat shield film 44. More specifically, in the specific cylinder, the heat shield film 44 is formed on the top surface of the piston 28, the surface of the umbrella portion 42b of the exhaust valve 42, and the wall surface of the exhaust port 38. On the other hand, in the other cylinders, the heat shield film 44 is formed only on the top surface of the piston 28.

遮熱膜44は、排気ポート38の下流側にも形成されている。図4は、図2に示した排気ポート38の下流側における遮熱膜44の形成箇所を説明する図である。図4に示すように、遮熱膜44は、排気マニホールド16の内壁、排気管18の内壁、および、ハウジング20aの内壁に形成されている。図示は省略するが、タービン20bのブレード表面にも遮熱膜44が形成されている。但し、排気マニホールド16のうち、他の気筒の排気ポートに接続される分岐管の内壁には、遮熱膜44が形成されていない。触媒22よりも下流側の排気管18の内壁にも、遮熱膜44が形成されていない。遮熱膜44を形成しない理由については、後述する。   The heat shield film 44 is also formed downstream of the exhaust port 38. FIG. 4 is a view for explaining the formation location of the heat shield film 44 on the downstream side of the exhaust port 38 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the heat shielding film 44 is formed on the inner wall of the exhaust manifold 16, the inner wall of the exhaust pipe 18, and the inner wall of the housing 20a. Although not shown, the heat shield film 44 is also formed on the blade surface of the turbine 20b. However, the heat shielding film 44 is not formed on the inner wall of the branch pipe of the exhaust manifold 16 connected to the exhaust port of the other cylinder. The heat shielding film 44 is not formed on the inner wall of the exhaust pipe 18 downstream of the catalyst 22. The reason for not forming the heat shield film 44 will be described later.

2.2 遮熱膜の構成
図2乃至図4で説明した遮熱膜44は、同一種類の膜材料から構成される。遮熱膜44は、例えば、アルマイトから構成される。アルマイトは、遮熱膜44の形成箇所の陽極酸化処理により得られる多孔質アルミナである。多孔質アルミナは、燃焼室32、傘部40b等の母材(より具体的に、アルミニウム合金)の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有しており、尚且つ、母材の単位体積当たりの熱容量よりも低い熱容量を有している。従って、遮熱膜44はスイング特性を有する。
2.2 Configuration of Heat Shielding Film The heat insulating film 44 described in FIGS. 2 to 4 is made of the same kind of film material. The heat shield film 44 is made of, for example, alumite. Alumite is a porous alumina obtained by anodizing the formation site of the heat shielding film 44. The porous alumina has a thermal conductivity lower than the thermal conductivity of the base material (more specifically, aluminum alloy) such as the combustion chamber 32 and the umbrella portion 40b, and further, per unit volume of the base material. Have a heat capacity lower than that of Therefore, the heat shield film 44 has a swing characteristic.

遮熱膜44は、中空シリカ等の中空粒子を含む塗膜から構成されていてもよい。この塗膜は、中空粒子を分散させたシリコン系溶液(例えば、ポリシロキサン、ポリシラザン)を遮熱膜44の形成箇所に塗布し、加熱処理することにより得られる多孔質膜である。遮熱膜44は、溶射膜から構成されていてもよい。この溶射膜は、ジルコニア、アルミナ、チタニアといったセラミックスの粉末、または、サーメット、ムライト、コージライト、ステアタイトなどの複合セラミックスの粉末の溶射処理により得られる多孔質膜である。   The heat shielding film 44 may be composed of a coating film containing hollow particles such as hollow silica. This coating film is a porous film obtained by applying a silicon-based solution (for example, polysiloxane, polysilazane) in which hollow particles are dispersed to the formation site of the heat shielding film 44 and performing heat treatment. The heat shield film 44 may be formed of a thermal spray film. The thermally sprayed film is a porous film obtained by thermally spraying powder of ceramics such as zirconia, alumina and titania, or powder of composite ceramics such as cermet, mullite, cordierite and steatite.

遮熱膜44の膜厚は、目標とする熱物性(熱伝導率および単位体積当たりの熱容量)に応じて、10〜200μmに調整されている。なお、本実施の形態1では、遮熱膜44を同一種類の膜材料から構成するため、この目標熱物性は、遮熱膜44の形成箇所に関係なく均一になる。   The film thickness of the heat shield film 44 is adjusted to 10 to 200 μm in accordance with the target thermophysical properties (heat conductivity and heat capacity per unit volume). In the first embodiment, since the heat shield film 44 is made of the same kind of film material, the target thermal property is uniform regardless of the location of the heat shield film 44.

3.実施の形態1の特徴
3.1 エンジン始動時の制御
本実施の形態1では、図1に示したECU30によるエンジン始動時の制御として、触媒22の活性化を促進する制御(以下、「活性化制御」ともいう。)が行われる。活性化制御では、具体的に、エンジン始動時に行われるグロープラグ(図示しない)への通電が、エンジン本体10の暖機完了後も継続して行われる。活性化制御によれば、触媒22を短時間で活性化させることができる。なお、活性化制御は、エンジン始動から起算して所定時間が経過した後に終了する。また、エンジン本体10が火花点火式エンジンから構成される場合、活性化制御は、点火時期の遅角化、圧縮上死点以降の追加の燃料噴射等により行われる。
3. 1. Features at First Embodiment 3.1 Control at Engine Start In the first embodiment, control for promoting the activation of the catalyst 22 (hereinafter referred to as “activation”) as control at engine start by the ECU 30 shown in FIG. 1 Control is also performed. Specifically, in activation control, energization to a glow plug (not shown) performed at the time of engine start is continued even after warm-up of the engine body 10 is completed. According to activation control, the catalyst 22 can be activated in a short time. The activation control ends after a predetermined time has elapsed since the engine start. When the engine body 10 is a spark ignition engine, activation control is performed by retarding the ignition timing, injecting additional fuel after compression top dead center, or the like.

3.2 遮熱膜の形成箇所に起因する問題
燃焼室の壁面(本実施の形態1では、ピストン28の頂面)に、スイング特性を有する遮熱膜(以下、「スイング膜」ともいう。)を形成すれば、スイング膜の低い熱伝導率による遮熱作用が期待できる。そのため、活性化制御中に燃焼室で発生した高温状態の燃焼ガスを、触媒に導入することができるはずである。しかし、エンジン始動時は、燃焼室から触媒までの間の排気系の構成部材(より具体的には、排気バルブ、排気ポート、排気マニホールド、および、排気管)の温度が十分に上昇していない場合が多い。そして、この場合は、燃焼室から排出された燃焼ガス(つまり、排気)の熱エネルギが、排気系の構成部材に奪われてしまう。特に冷間始動時は、この熱エネルギの多くが、排気系の構成部材に奪われてしまう。
3.2 A problem caused by the location of the heat shield film A heat shield film (hereinafter referred to as "swing film") having a swing characteristic on the wall surface of the combustion chamber (the top surface of the piston 28 in the first embodiment). Can be expected to provide a heat shielding effect due to the low thermal conductivity of the swing film. Therefore, it should be possible to introduce high temperature combustion gas generated in the combustion chamber during activation control into the catalyst. However, when the engine is started, the temperature of the exhaust system components from the combustion chamber to the catalyst (more specifically, the exhaust valve, the exhaust port, the exhaust manifold, and the exhaust pipe) is not sufficiently increased. There are many cases. And, in this case, the thermal energy of the combustion gas (that is, the exhaust) discharged from the combustion chamber is taken away by the constituent members of the exhaust system. Particularly during cold start, much of this heat energy is taken away by the exhaust system components.

図5は、燃焼室の壁面におけるスイング膜の形成の有無と、エンジン始動時におけるガスの温度と、の関係を示したグラフである。図5の左方に示すように、燃焼室の壁面にスイング膜を形成した場合は、スイング膜を形成しない場合に比べて燃焼室内のガス(つまり、燃焼ガス)の最大温度が高まる。そのため、これらの場合の温度差(つまり、燃焼ガスの最大温度差)が大きくなる。ところが、図5の右方では、これらの場合の温度差(つまり、排気の最大温度差)が小さくなる。これは、燃焼室の壁面にスイング膜を形成しただけでは、燃焼室から排出された燃焼ガスが、排気系の構成部材によって冷やされてしまうからである。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the presence or absence of swing film formation on the wall surface of the combustion chamber and the temperature of the gas at the time of engine start. As shown on the left side of FIG. 5, when the swing film is formed on the wall surface of the combustion chamber, the maximum temperature of the gas (that is, the combustion gas) in the combustion chamber is increased compared to the case where the swing film is not formed. Therefore, the temperature difference in these cases (that is, the maximum temperature difference of the combustion gas) becomes large. However, in the right side of FIG. 5, the temperature difference in these cases (that is, the maximum temperature difference of the exhaust gas) becomes smaller. This is because the combustion gas discharged from the combustion chamber is cooled by the components of the exhaust system only by forming the swing film on the wall surface of the combustion chamber.

仮に、排気系の構成部材の表面のすべてに一般的なセラミックス系の遮熱膜を形成すれば、この遮熱膜の遮熱作用により、触媒に流入する排気の温度を高めることができる。しかし、セラミックス系の遮熱膜は、スイング膜に比べると熱伝導率が高い。そのため、排気の熱エネルギが排気系の構成部材に奪われ易く、触媒に流入する排気の温度を短時間で高めることが難しい。この点、仮に、排気系の構成部材の表面のすべてにスイング膜を形成すれば、スイング膜による遮熱作用が期待できる。そのため、エンジン始動直後における排気の最大温度差を、燃焼ガスのそれに近付けることができる。従って、触媒に流入する排気の温度を短時間で高めることができる。   If a general ceramic heat shielding film is formed on the entire surface of the exhaust system component, the heat shielding function of the heat shielding film can increase the temperature of exhaust flowing into the catalyst. However, the thermal barrier film of the ceramic system has a thermal conductivity higher than that of the swing film. Therefore, the heat energy of the exhaust is easily taken away by the components of the exhaust system, and it is difficult to raise the temperature of the exhaust flowing into the catalyst in a short time. In this respect, if the swing film is formed on the entire surface of the component of the exhaust system, the heat shielding effect by the swing film can be expected. Therefore, the maximum temperature difference of the exhaust immediately after the start of the engine can be close to that of the combustion gas. Therefore, the temperature of the exhaust flowing into the catalyst can be raised in a short time.

図6は、エンジン始動後の経過時間と、触媒に流入する排気の温度との関係を説明する図である。図6に示すように、スイング膜を一切形成していない場合(二点破線)、および、燃焼室の壁面にのみスイング膜を形成した場合(破線)は、エンジン始動時に排気の温度がそもそも上昇しにくい。また、燃焼室の壁面にスイング膜を形成し、更に、セラミックス系の遮熱膜を排気系の構成部材の表面のすべてに形成した場合(一点破線)は、排気の温度が十分に上昇するまでに時間を要する。この点、燃焼室の壁面にスイング膜を形成し、更に、排気系の構成部材の表面のすべてにスイング膜を形成した場合(実線)は、排気の温度を短時間で上昇させることができる。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the elapsed time after engine start and the temperature of exhaust flowing into the catalyst. As shown in FIG. 6, when the swing film is not formed at all (two-dot broken line) and when the swing film is formed only on the wall surface of the combustion chamber (broken line), the temperature of the exhaust gas rises at the start of the engine It is difficult to do. In addition, if a swing film is formed on the wall surface of the combustion chamber and a ceramic heat shield film is formed on all the surfaces of the exhaust system components (dashed dotted line), the exhaust temperature increases sufficiently. Takes time. In this respect, when the swing film is formed on the wall surface of the combustion chamber and the swing film is formed on all the surfaces of the components of the exhaust system (solid line), the temperature of the exhaust can be raised in a short time.

ところが、排気系の構成部材の表面のすべてにスイング膜を形成すると、触媒の暖機が完了した後においても、触媒に流入する排気の温度が高い状態が続くことになる。つまり、温間定常時の排気の温度が高い状態となる。このような場合は、触媒保護の観点から排気の温度を下げるような制御を頻繁に行う必要が生じてしまう。   However, when the swing film is formed on the entire surface of the component of the exhaust system, the temperature of the exhaust flowing into the catalyst continues to be high even after the catalyst has been warmed up. That is, the temperature of the exhaust at the warm steady state becomes high. In such a case, it is necessary to frequently perform control to lower the temperature of the exhaust from the viewpoint of catalyst protection.

3.3 遮熱膜の形成箇所による作用・効果
この点、本実施の形態1では、燃焼室32から触媒22までの間の排気系の構成部材の表面に遮熱膜44が形成されている。そのため、遮熱膜44を形成した構成部材(つまり、特定気筒の傘部42b、特定気筒の排気ポート38、これらの排気ポート38に接続された分岐管、排気管18およびハウジング20a)の近傍においては、遮熱膜44の遮熱作用により排気の温度を高い状態に保つことができる。従って、活性化制御を短時間で完了することが可能となる。つまり、活性化制御の実行時間を短縮化できる。よって、グロープラグへの通電時間を短くして、電力消費を抑えることができる。また、エンジン本体10が火花点火式エンジンから構成される場合は、燃料消費を抑えることができる。
3.3 Actions and Effects of Forming Location of Heat Shielding Film In this respect, in the first embodiment, the heat shielding film 44 is formed on the surface of the component of the exhaust system from the combustion chamber 32 to the catalyst 22. . Therefore, in the vicinity of components forming the heat shield film 44 (that is, the umbrella portion 42b of the specific cylinder, the exhaust port 38 of the specific cylinder, the branch pipe connected to the exhaust port 38, the exhaust pipe 18 and the housing 20a) Because of the heat shielding effect of the heat shielding film 44, the temperature of the exhaust can be kept high. Therefore, activation control can be completed in a short time. That is, the execution time of activation control can be shortened. Therefore, the current consumption time to the glow plug can be shortened and the power consumption can be suppressed. In addition, when the engine body 10 is configured of a spark ignition engine, fuel consumption can be suppressed.

また、本実施の形態1では、燃焼室32から触媒22までの間の排気系の構成部材の表面の一部に、遮熱膜44が形成されていない。そのため、遮熱膜44を形成していない構成部材(つまり、他の気筒の傘部42b、他の気筒の排気ポート38、および、これらの排気ポート38に接続された分岐管)の近傍においては、排気の温度を下げることができる。従って、触媒22の暖機の完了後、触媒22に流入する排気の温度が高い状態で続いてしまうのを抑えることができる。従って、触媒22の劣化の進行を抑えることができる。上述した触媒保護用の制御の実行回数を減らすこともできる。   Further, in the first embodiment, the heat shielding film 44 is not formed on part of the surface of the component of the exhaust system from the combustion chamber 32 to the catalyst 22. Therefore, in the vicinity of a component not forming the heat shield film 44 (that is, the umbrella portion 42b of the other cylinder, the exhaust port 38 of the other cylinder, and the branch pipe connected to the exhaust port 38) , Can reduce the temperature of the exhaust. Therefore, it is possible to suppress that the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst 22 continues to be high after the warm-up of the catalyst 22 is completed. Therefore, the progress of the deterioration of the catalyst 22 can be suppressed. It is also possible to reduce the number of executions of the control for catalyst protection described above.

実施の形態2.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。なお、内燃機関の構成、遮熱膜の形成箇所、および、活性化制御の内容は、実施の形態1と同じであることから、これらの説明については省略する。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. The configuration of the internal combustion engine, the location where the heat shield film is formed, and the contents of activation control are the same as in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

1.実施の形態2の特徴
1.1 遮熱膜の構成
実施の形態1ではスイング膜の目標熱物性を、それらの形成箇所に関係なく均一にした。本実施の形態2では、燃焼室の壁面に形成するスイング膜(以下、「スイング膜MC」ともいう。)と、排気系の構成部材の表面に形成するスイング膜(以下、「スイング膜ME」ともいう。)とで、熱容量Cを異ならしめる。より具体的には、スイング膜MEの熱容量CEを、スイング膜MCの熱容量CCよりも小さくする。
1. 1. Features of Second Embodiment 1.1 Configuration of Heat Shielding Film In the first embodiment, the target thermophysical properties of the swing film are made uniform regardless of the locations where they are formed. In the second embodiment, a swing film (hereinafter, also referred to as “swing film MC”) formed on a wall surface of a combustion chamber and a swing film (hereinafter, “swing film ME”) formed on the surface of a component of an exhaust system. Also, the heat capacity C is made different. More specifically, the heat capacity CE of the swing film ME is made smaller than the heat capacity CC of the swing film MC.

熱容量C[kJ/K]は、密度ρ[kg/m]、比熱Cp[kJ/(kg・K)]および体積V[m]を用いた下記式(1)により表される。
C=(ρ×Cp)×V ・・・(1)
The heat capacity C [kJ / K] is represented by the following formula (1) using a density [[kg / m 3 ], a specific heat Cp [kJ / (kg · K)] and a volume V [m 3 ].
C = (ρ × Cp) × V (1)

本実施の形態2では、密度ρ、比熱Cp、体積Vの少なくとも1つを変えることで、熱容量CEを熱容量CCよりも小さくする。具体的には、下記(1),(2)の手法により、熱容量CEを熱容量CCよりも小さくする。
(1)スイング膜MEとスイング膜MCを同一種類の膜材料から構成する場合
(1a)スイング膜MEの気孔率をスイング膜MCの気孔率よりも高くする
(1b)スイング膜MEの膜厚をスイング膜MCの膜厚よりも小さくする
(1c)手法1aと手法1bを組み合わせる
(2)スイング膜MEとスイング膜MCを別種類の膜材料から構成する場合
(2a)スイング膜MEの比熱をスイング膜MCの比熱よりも小さくする
(2b)手法2aと手法1aを組み合わせる
(2c)手法2aと手法1bを組み合わせる
(2d)手法2aと手法1aと手法1bを組み合わせる
In the second embodiment, the heat capacity CE is made smaller than the heat capacity CC by changing at least one of the density ρ, the specific heat Cp, and the volume V. Specifically, the heat capacity CE is made smaller than the heat capacity CC by the following methods (1) and (2).
(1) When the swing film ME and the swing film MC are made of the same kind of film material (1a) make the porosity of the swing film ME higher than the porosity of the swing film MC (1b) the film thickness of the swing film ME Making the thickness smaller than the film thickness of the swing film MC (1c) Combining the method 1a and the method 1b (2) When the swing film ME and the swing film MC are composed of different types of film materials (2a) swing the specific heat of the swing film ME (2b) combining method 2a with method 1a (2c) combining method 2a with method 1b (2d) combining method 2a with method 1a and method 1b

1.2 遮熱膜の構成による作用・効果
図7は、エンジン始動後の経過時間と、触媒に流入する排気の温度との関係を説明する図である。エンジン始動直後の排気の温度に着目した図6とは異なり、図7では触媒の暖機完了後の排気の温度に着目している。図7に示すように、スイング膜MCの膜厚とスイング膜MEの膜厚を等しくした場合(一点破線)は、触媒の暖機の完了後の排気の温度が高い状態で続くことになる。そのため、この場合は、クライテリアを容易に上回ることができてしまう。これに対し、スイング膜MEをスイング膜MCよりも薄くした場合(実線)は、スイング膜MEの総体積がスイング膜MCの総体積よりも小さくなる。そのため、触媒の暖機の完了後の排気の温度をクライテリア以下に保つことが可能になる。従って、上述した触媒保護用の制御の実行を回避することが可能となる。
1.2 Operation and Effect of Configuration of Heat Shielding Film FIG. 7 is a view for explaining the relationship between the elapsed time after engine start and the temperature of exhaust flowing into the catalyst. Unlike FIG. 6, which focuses on the temperature of the exhaust immediately after engine start, FIG. 7 focuses on the temperature of the exhaust after the catalyst is completely warmed up. As shown in FIG. 7, in the case where the film thickness of the swing film MC and the film thickness of the swing film ME are equal (dashed dotted line), the exhaust temperature after the completion of the catalyst warm-up continues to be high. Therefore, in this case, the criteria can be easily exceeded. On the other hand, when the swing film ME is thinner than the swing film MC (solid line), the total volume of the swing film ME is smaller than the total volume of the swing film MC. Therefore, it is possible to keep the temperature of the exhaust after completion of the catalyst warm-up below the criteria. Therefore, it is possible to avoid the execution of the control for catalyst protection described above.

実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について説明する。内燃機関の構成、遮熱膜の形成箇所、および、活性化制御の内容は、実施の形態1と同じであることから、これらの説明については省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the internal combustion engine, the location of the heat shield film, and the contents of the activation control are the same as in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

1.実施の形態3の特徴
1.1 温間定常時のエンジン制御
本実施の形態3では、図1に示したECU30による温間定常時のエンジン制御として、特定気筒での燃料噴射を継続し、他の気筒での燃料噴射を休止する制御(以下、「気筒休止制御」ともいう。)を実行する。気筒休止制御は、例えば、運転状態が低負荷領域にある場合、または、所定のアイドリング条件が成立する場合に実行される。所定のアイドリング条件は、例えば、車速が所定速度以下であること、および、アクセル開度が所定量未満であるときに成立する運転条件である。
1. 1. Features of Embodiment 3 1.1 Engine Control at Warm Steady State In the present embodiment 3, fuel injection in a specific cylinder is continued as engine control at warm steady state by the ECU 30 shown in FIG. The control for stopping fuel injection in the cylinder (hereinafter, also referred to as "cylinder stop control") is executed. The cylinder deactivation control is executed, for example, when the operating state is in the low load region or when a predetermined idling condition is satisfied. The predetermined idling condition is, for example, an operating condition which is satisfied when the vehicle speed is equal to or less than a predetermined speed and when the accelerator opening degree is less than a predetermined amount.

2.気筒休止制御の実行による作用・効果
既に説明したように、他の気筒の傘部42b、他の気筒の排気ポート38、および、これらの排気ポート38に接続された分岐管には、遮熱膜44が形成されていない。そのため、気筒休止制御を実行すると、他の気筒の燃焼室から燃焼ガスは排出されず、特定気筒の燃焼室のみから燃焼ガスが排出されて触媒22に流入する。従って、運転状態が低負荷領域にある場合、または、所定のアイドリング条件が成立する場合に、特定気筒の燃焼室からの排気の熱エネルギを触媒に効率的に投入して、触媒の活性化状態を保つことができる。
2. Operation and effect by execution of cylinder deactivation control As described above, the heat shield film is provided to the umbrella portion 42b of the other cylinder, the exhaust port 38 of the other cylinder, and the branch pipes connected to the exhaust port 38. 44 is not formed. Therefore, when the cylinder deactivation control is executed, the combustion gas is not discharged from the combustion chambers of the other cylinders, but the combustion gas is discharged only from the combustion chamber of the specific cylinder and flows into the catalyst 22. Therefore, when the operating condition is in the low load range, or when a predetermined idling condition is satisfied, the thermal energy of the exhaust from the combustion chamber of the specific cylinder is efficiently supplied to the catalyst to activate the catalyst. You can keep

その他の実施の形態.
上述した各実施の形態に係る内燃機関は、以下のように変形することもできる。
Other Embodiments
The internal combustion engine according to each embodiment described above can be modified as follows.

上記実施の形態1では、1番気筒#1および4番気筒#4を特定気筒とし、2番気筒#2および3番気筒#3を他の気筒とした。しかし、特定気筒と他の気筒の組み合わせはこれに限られない。例えば、1番気筒#1のみを特定気筒に設定し、2番気筒#2〜4番気筒#4を他の気筒に設定することもできる。1番気筒#1および3番気筒#3を特定気筒に設定し、2番気筒#2および4番気筒#4を他の気筒に設定することもできる。このように、少なくとも1つの気筒を特定気筒に設定し、残りの気筒を他の気筒に設定する限りにおいて、上記実施の形態1に係る内燃機関は各種の変形が可能である。   In the first embodiment, the first cylinder # 1 and the fourth cylinder # 4 are set as the specific cylinders, and the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3 are set as the other cylinders. However, the combination of the specific cylinder and the other cylinders is not limited to this. For example, only the first cylinder # 1 can be set as a specific cylinder, and the second cylinder # 2-4, the second cylinder # 4, can be set as another cylinder. The first cylinder # 1 and the third cylinder # 3 may be set as the specific cylinders, and the second cylinder # 2 and the fourth cylinder # 4 may be set as the other cylinders. As described above, the internal combustion engine according to the first embodiment can be variously modified as long as at least one cylinder is set as a specific cylinder and the remaining cylinders are set as other cylinders.

なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。   In addition, when the number of the number, the quantity, the quantity, the range, etc. of each element is mentioned in the above embodiment, the case is mentioned except in the case where it is particularly clearly indicated or the case where the number is clearly specified in principle. The invention is not limited to a number. Further, the structures and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention, unless otherwise specified or clearly specified in principle.

10 エンジン本体
16 排気マニホールド
18 排気管
20 過給機
20a ハウジング
20b タービン
20c コンプレッサ
22 触媒
24 シリンダブロック
26 シリンダヘッド
28 ピストン
30 ECU
32 燃焼室
34 インジェクタ
38 排気ポート
42 排気バルブ
42a 軸部
42b 傘部
44 遮熱膜
10 Engine Body 16 Exhaust Manifold 18 Exhaust Pipe 20 Turbocharger 20a Housing 20b Turbine 20c Compressor 22 Catalyst 24 Cylinder Block 26 Cylinder Head 28 Piston 30 ECU
32 combustion chamber 34 injector 38 exhaust port 42 exhaust valve 42a shaft portion 42b umbrella portion 44 heat shielding film

Claims (4)

シリンダブロックのボア面と、シリンダヘッドの底面と、ピストンの頂面と、によって構成される複数の燃焼室と、
前記燃焼室のそれぞれに接続される複数の排気ポートと、
前記排気ポートをそれぞれ開閉する複数の排気バルブと、
前記排気ポートに接続される複数の分岐管と、
前記分岐管が合流する合流部に接続される排気管と、
前記排気管の途中に設けられる触媒と、
を備え、
前記燃焼室を構成する壁面の少なくとも一部に、前記壁面の母材よりも熱伝導率および単位体積当たりの熱容量において低い熱物性を示す遮熱膜が形成される内燃機関であって、
特定の燃焼室から前記触媒までの間の排気系の構成部材の表面に、前記遮熱膜が形成され、
前記特定の燃焼室以外の他の燃焼室から前記合流部までの間の排気系の構成部材の表面に、前記遮熱膜が形成されていないことを特徴とする内燃機関。
A plurality of combustion chambers defined by the bore surface of the cylinder block, the bottom surface of the cylinder head, and the top surface of the piston;
A plurality of exhaust ports connected to each of the combustion chambers;
A plurality of exhaust valves that respectively open and close the exhaust ports;
A plurality of branch pipes connected to the exhaust port;
An exhaust pipe connected to a junction where the branch pipes merge;
A catalyst provided in the middle of the exhaust pipe;
Equipped with
An internal combustion engine in which a heat shielding film exhibiting thermal properties lower in thermal conductivity and heat capacity per unit volume than a base material of the wall surface is formed on at least a part of the wall surface constituting the combustion chamber,
The heat shielding film is formed on the surface of a component of an exhaust system between a specific combustion chamber and the catalyst,
The internal combustion engine, wherein the heat shielding film is not formed on the surface of the component of the exhaust system from the other combustion chamber than the specific combustion chamber to the merging portion.
前記燃焼室を構成する壁面に形成される遮熱膜よりも、前記排気系の構成部材の表面に形成される遮熱膜の方が低い熱容量を有することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。   The heat shielding film formed on the surface of the constituent member of the exhaust system has a heat capacity lower than that of the heat shielding film formed on the wall surface of the combustion chamber. Internal combustion engine. 前記燃焼室を構成する壁面に形成される遮熱膜と、前記排気系の構成部材の表面に形成される遮熱膜とは同一の材料から構成され、
前記燃焼室を構成する壁面に形成される遮熱膜よりも、前記排気系の構成部材の表面に形成される遮熱膜の方が薄いことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。
The heat shield film formed on the wall surface of the combustion chamber and the heat shield film formed on the surface of the component of the exhaust system are made of the same material,
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the heat shield film formed on the surface of the component of the exhaust system is thinner than the heat shield film formed on the wall surface of the combustion chamber.
前記燃焼室のそれぞれに設けられる複数のインジェクタと、
前記インジェクタからの燃料噴射を制御する制御装置と、
を更に備え、
前記制御装置が、前記触媒の暖機完了後の所定の運転条件下において、前記特定の燃焼室に設けられるインジェクタからの燃料噴射を継続し、前記他の燃焼室に設けられるインジェクタからの燃料噴射を休止する気筒休止制御を実行することを特徴とする請求項1乃至3何れか1項に記載の内燃機関。
A plurality of injectors provided in each of the combustion chambers;
A control device for controlling fuel injection from the injector;
And further
The control device continues the fuel injection from the injector provided in the specific combustion chamber under a predetermined operating condition after the completion of the warm-up of the catalyst, and the fuel injection from the injector provided in the other combustion chamber The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein cylinder stop control for stopping the engine is performed.
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